CLIMATE DYNAMICS OF SOUTHERN REGION OF MOZAMBIQUE: STATISTICS AND FOURIER ANALYSIS

In this study, we intend to understand the climatic behavior of the southern region of Mozambique in the face of the evidences of climate change at global level. Time series of precipitation and extreme temperatures related to 1960-2018 were used. We performed the characterization of the rainy season behavior, the analysis of periodicity and long-term variability and the determination of the trend of fluctuations in precipitation and extreme temperatures. The results of the analyzes are related to the current global climate observations and projections contained in the fifth assessment report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC-AR5). In particular, the signal of climate change in Mozambique is visible. Precipitation did not show a significant trend in its variability. However, a slight decrease is noticeable in the provinces of Gaza and Inhambane. The rainy season showed a tendency to a late start and an early end, resulting in a decrease of the season length. Extreme temperatures, on the other hand, showed a clear upward trend, with the increase being more pronounced for the minimum temperature than for the maximum temperature. The maximum temperature increased by about 0.65 °C and the minimum temperature increased by about 1.2 °C during the analyzed period. In turn, the diurnal temperature range has been decreasing due to the rapid increase in the minimum temperature compared to the maximum

A STUDY OF PERSISTENCE ANALYSIS IN CLIMATIC DATA FROM SALVADOR – BRAZIL

A geometria fractal tem sido usada frequentemente para caracterizar e descrever fenômenos naturais. Suas aplicações variam desde dimensões microscópicas até a compreensão de fenômenos macroscópicos. Baseado nesse princípio nós estudamos um conjunto de dados climáticos, medidos em Salvador, Bahia, através dos métodos da análise espectral e da análise re-escalonada.  As séries temporais são os parâmetros físicos da precipitação, pressão atmosférica, evaporação, umidade, radiação solar, temperaturas máxima, mínima e média coletadas mensalmente durante um período de 30 anos, de 1961 a 1990. Para cada parâmetro, nós calculamos o expoente de Hurst H e o expoente espectral b, atestando a variabilidade dos dados disponíveis. Os resultados para H variaram de 0.52 a 0.91, para ambos os métodos, de modo que todos os parâmetros se comportaram como persistentes. A importância do estudo mostrou que diferentes métodos propiciaram os mesmo resultados, o que é um fato significativo para sistemas complexos. O conhecimento de H permite o cálculo da dimensão fractal, o que quantifica a complexidade do fenômeno climático

Fluctuations and spectral analysis of climatic variables in Salvador, Bahia, Brazil

Cadernos de Geociências, v. 13, n. 1 - Especial UFBA 70 anos, Jul. 2016.Original publicado em Cadernos de Geociências, v. 7, n. 2, Nov. 2010

APPLICATION OF THE L-CURVE IN SEISMIC TRAVELTIME TOMOGRAPHY: METHODOLOGIES FOR THE EXTRACTION OF THE OPTIMAL REGULARIZATION PARAMETER

Os problemas inversos da Geofísica Aplicada são geralmente são mal postos. Uma maneira de reduzir essa deficiência é através de matrizes de derivadas, que são um caso particular de um procedimento mais geral denominado regularização. A regularização por matrizes de derivadas tem um parâmetro de entrada chamado parâmetro de regularização, geralmente denotado por λ, cuja escolha já é um problema. Foi sugerida na década de 1970 uma abordagem heurística mais tarde chamada de curva L, com a finalidade de fornecer o parâmetro ótimo de regularização. A curva L, denominado desta forma devido ao fato de ter a forma aproximada da letra L, é uma curva paramétrica, onde cada ponto está associado a um parâmetro λ. O eixo horizontal representa o erro de inversão, isto é, o erro entre os valores observados e os valores calculados do vetor dado. O eixo vertical representa a quantidade de regularização, isto é, o produto entre a matriz de regularização e o vetor estimado de parâmetro de modelo. O ponto de ideal é o joelho da curva L, onde existe um equilíbrio entre as quantidades representadas nos eixos cartesianos. A curva L foi aplicada a uma variedade de problemas inversos, inclusive na Geofísica. No entanto, a visualização do joelho para a extração do parâmetro ideal nem sempre é uma tarefa fácil, em especial quando a curva L não tem claramente o formato da letra L. No presente trabalho, três metodologias são empregadas para a busca e obtenção do parâmetro de regularização ideal a partir da curva L. O primeiro critério é a utilização do pacote de programas de Hansen, que extrai o λ automaticamente. O segundo critério consiste em construir a curva L, e visualmente extrair o parâmetro ótimo. Finalmente, o terceiro critério compreende a construção da curva da primeira derivada da curva L, e a extração automática posterior do ponto máximo, o qual está associado ao joelho da curva L original. A teoria de regularização através de matrizes de derivadas e a utilização da curva L, juntamente com os três critérios acima referidos foram aplicados e validados no problema inverso clássico da tomografia de tempos de trânsito. Depois de muitas simulações com dados sintéticos, sejam dados livres de ruído como também dados corrompidos com ruído, com as ordens de regularização 0, 1 e 2, verificou-se que os três critérios são válidos e os resultados satisfatórios. O terceiro critério apresentou o melhor desempenho, especialmente nos casos em que a curva L tem uma forma irregular

FLUCTUATIONS AND SPECTRAL ANALYSIS OF CLIMATIC VARIABLES IN SALVADOR, BAHIA, BRAZIL

RESUMO. Flutuações e análise espectral de variáveis climatológicas em Salvador, BA, Brasil. Neste trabalho é estudada a periodicidade da precipitação, temperatura média, pressão, umidade, insolação, temperatura mínima, temperatura máxima e evaporação na cidade de Salvador, Bahia, Brasil. As séries temporais utilizadas têm amostras mensais durante um período de 30 anos, portanto resultando em 360 amostras. O estudo é feito através da análise espectral, importante conjunto de ferramentas para a descrição de fenômenos periódicos. A análise espectral indica uma forte tendência para uma base de variação anual, ou seja, de um ciclo por ano, para todas as oito variáveis. A componente semestral, de dois ciclos por ano, também é forte em todos os casos. ABSTRACT. We study here the periodicity of precipitation, average temperature, pressure, humidity, solar radiation, minimum temperature, maximum temperature and evaporation in the city of Salvador, Bahia, Brazil. The available time series have monthly samples during a period of 30 years, thus resulting in 360 samples. The study is mainly done through spectral analysis, which is an important set of tools for the description of periodic phenomena.  The spectral analysis indicates a strong trend for the year basis variation (1 cycle per year) for all eight variables. The six month component (2 cycles per year) is also strong in all cases